MagCUBE™. 提高定向钻井的定位精度
定向钻井最大限度地开采石油和天然气，同时最大限度地降低成本。随钻测量（MWD）包括井下定位测量等与钻井有关的测量。一种经济有效的井下定位是测量一个距离与两个角度：用一个三轴加速度计测量井斜角，用一个三轴磁力仪测量方位角。
底部钻具组合（BHA）的磁方位角是从MWD的三分量测量结果推断出来的。将磁方位角转换为真实（地理）方位角，需要地磁参考场模型提供的在钻探地点与时间的磁偏角。为确保精度，该模型应该包括所有三种地磁场源：主磁场，地壳磁场与干扰场。参考模型越精确，底部钻具组合的真实方位角就越精确。传统或标准MWD测量利用全球地磁参考模型，该模型由球谐函数来描述，模型的空间分辨率由球谐阶数定义。全球模型具有有限的空间分辨率和精度，通过引入局部短波长地壳磁场可以提高分辨率和精度。对于井眼测量，这称为现场参考 (IFR) 测量。
此图显示在怀俄明州Powder River盆地海平面以下10000英尺处磁偏角的变化，剖面长度为140000英尺。图中三种全球模型分别采用13阶，133阶，和720阶球谐函数。前一种只包含主磁场，后两种还包含长波长地壳磁异常场。局部短波长地壳磁异常是相对于720阶的球谐函数模型。短波长地壳磁异常或者IFR在该地区有很强烈的影响。
任何测量都含有误差，不同来源的误差在统计上是独立的。误差具有累积效应，误差的传播与钻头离井口的距离成正比。井斜、方位角与距离误差产生的综合效应可以用不确定性椭球模型（EOU）来描述。人们通过钻大斜度、大位移井来提高生产效率。在这样的井中，使用标准MWD测量的EOU（绿色锥体）面积可能会增长到超过地质目标（红色矩形）的尺寸，从而增加钻井风险和错过目标的潜在成本。为了减小EOU的大小，对井下工具读数需要进行多种改正。使用IFR模型的校正称为IFR改正，是井眼测量中的一项主要改正。通过利用IFR，能够将井眼（蓝色锥体）定位在储层的甜点内，并最大限度地减少方向控制，从而减少钻井时间并节省成本。在定向钻井中，期望的定向精度约为 0.1°。
除了磁偏角，地磁参考模型还提供磁倾角与磁场强度。井下定位并不直接要求后两种参数，因为三轴加速度计可以测量井斜角。地磁参考或者IFR模型提供的磁倾角与磁场强度成为冗余信息，但由此带来两大用处。一是对随钻测量磁力仪读数进行验证，二是对钻具自身产生的磁性干扰进行改正。这是提高井眼测量精度需要进行的另外一项主要改正。
随钻测量工程师对井下工具读数进行IFR、磁性干扰以及其它改正，然后根据修正后的测量结果计算工具方向，最后建议钻井工程师将钻井调整到所需方向继续钻进。
我们开发了一种名为 MagCUBE 的技术，可将地表观测到的标量总磁场强度异常精确地转换为地下矢量地壳磁场分布。我们使用高分辨率磁异常数据构建IFR模型。我们估算主磁场、地壳磁场和干扰磁场的不确定性。其结果是帮助提高井眼定位的准确性。我们还预先构建了美国陆上盆地的MagCUBE IFR模型，方便用户立即使用。
MagCUBE已成功地帮助全球陆上和海上定向钻井项目提高了定位、定向测量的精度并降低了成本。这种先进的技术可从Xcalibur Multiphysics全球独家获得。